《建一个差不多的听音室(六)——内装混响时间计算及吸音材料.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建一个差不多的听音室(六)——内装混响时间计算及吸音材料.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、维普资讯 http:/ 表1 某房间内表面的总吸音量 百 ，一 J 一 ，渤 一 r ，一，J 百 厂，r 0 1 4 r，_ D 1 6 一r I B 9 n20，n 一r ，025 O3 0-，一O 3 5 -0 4 0 l r I I I V，S 图1 房 间混响时间图解 式中：R T 为混响时间，单位秒(s)V 为房间体积，单位立方米(m。)S 为房间内表面面积，单位平方米(m )为内表面材料的平均吸声率 为了方便使用，该公式被绘制成图解用图，见图l。该图的横坐标是房间的体积与内表面面积之比V s，不同 的平均吸声率在图中表示为一条条斜线，纵坐标就是混 响时间。知道了房间的V s 比，
2、从横坐标上的该点出发，垂直向上找到对应某平均吸声率的斜线，读出此点的纵 坐标值，即是该房间的混响时间。下面举一个实例：房间长5 m，宽4 m，高3 m，各种表 面材料的面积、吸音率以及计算出的各自吸音量见表l。用这些数值按加权平均法可求出平均吸声率。所有材料吸音量的总和为全吸音量，将它除以总面 积即为平均吸音率：平均吸音率=全吸音量 面积=2 5 1 l 4=0 2 2，完整的 公式为：一a i S +一 S 接着计算房间的体积与表面积之比：体积 V=5 X 4 X 2=6 0 m。，总表 面积S=I l 4 m ，得 出 V s=0 5 2 6 0 5 3。最后可利用上述R T 公式计算出混
3、响时间，或利用图l 曲线求解。图解方法是以横坐标的体积与表面积比值为0 5 3 点向 上寻找，直到与平均吸音率0 2 2 的曲线相交，然后向左读 出纵坐标的值，即为混响时间约0 3 4。图解结果虽说精度 也许会有所不足，但从各种数据都来自现场测定和估算，数据的精度本身也有误差，故算法带来的误差并不成问 题。二、混响时问的频率特性 上述计算没有考虑混响时间的频率特性，而材料的 隔音能力是有频率特性的，材料的吸音能力也与频率有 关。例如，地毯只对高频有吸声能力，中音只有少许，而低音则完全没有。在内装修时，如果没有考虑好最终的频率特性，也 就不会有良好的声音。良好的吸音能力希望具有如图2 那 样的特
4、性，虚线所示为允差范围。其中有二大特点：1 在中音5 0 0 H z 以上的频响要平坦。2 5 0 0 H z 以下的频率，混响时间每一个倍频程下降 l 0 。这是二大要点，(1)中音以上要平坦，它决定了声音 的鲜艳程度。如果这段频率下降太快，声音会显得平淡、乏味。(2)要在低音混响时间下降速率上下功夫，这是逃 避驻波的最有效手段。即便不十分完全，但也是相当有 效的。因为是反射波弱的话，驻波也就相应变弱。同时 反射波弱，低音吸音率就大，低音混响时间就短。1 4 l 2 詹l 0 譬 0 8 骥 0 6 -_ _ 一 一一 r I一，-_ _ 一一_一 频率(H z)图2混 响时 间之频率要求
5、2 0 0 7 年 第6 期 维普资讯 http:/ 图3声压与粒 子速度 关系 固 定 墓 圈4空气层影响 以这种驻波意识设计听音室是现在才流行开的，据 说2 0 年前这还是老守秘而不宣的技巧。三、吸音材料的种类和原理 要达到混响时间的要求，就要在内装修使用材料时 严格把关，安排好各种材料的吸音特性，有时也要使用 没有太多吸音的材料。例如，地面瓷砖，并没有多少吸 音率，在设计阶段要加入吸音材料的计算中。为此内装设计首先要了解吸音材料的吸音原理、特 征和效果。特别是吸音原理很重要，如果理解不足，就 会犯头痛医头、脚痛医脚的毛病。音响房间里使用的吸音材料有以下几种。多孔质吸音材料 板状吸音材料
6、共鸣箱吸音材料 复合吸音材料 如果能按照吸音材料的特性，因地制宜地使用，就 会得到意想不到的良好效果。实用影音技术(1)多孔质吸音材料 从字面看，多孔的材料就是本身有孔隙材料。典型 的有窗帘、布幔、绒毯、衣服等布制品。石棉、玻璃纤 维制品就属于这类吸音材料。这些材料具有很多微孔，声音进入这些微孔或织物间隙，声波使材料振动、分子 互相摩擦，从而把声波运动的能量变成空气和材料分子 的热量，达到吸音效果。玻璃纤维又有较好的导热性能，热传得快，吸音能力就更佳。因此，这里最重要的原理是只有声波的粒子速度大，能量转换才快捷，才有吸音效果。试看图3。这是声波从左面过来冲到墙上的反射波图 解。声波是空气分子的
7、振动，声压高的地方和分子速度 大的地方都是1 4 波长处。固定壁旁边的A 点分子不振动，声压最大。多孔材料的吸音能力要分子运动才有效果，若吸音材料直接放在这里就没有效果。而放到B 点，就有 效果了，也即多孔材料要放在墙壁前面才有效果。图4 是厚度1 3 m m 的玻璃纤维(4 8 k g m。)放置在离墙不 同位置时的吸音率变化情况。空气层的厚度不同，吸音 率的变化很大。厚1 3 m m 的板，若空气层为0，只能吸掉中 音。空气层厚度越厚，吸收低音的能力也就越好。而像 图5 那样的贴墙布，只能吸收高音。因为墙布面积大，只 吸收高音对整个声场来说是最糟糕的。图5 墙 布吸声率一例 图6地毯 吸声
8、率一例 维普资讯 http:/ 图7 几种 常用多孔吸声材料 的特性 图6 为厚3 m m 地毯。如果地毯厚，吸音力强，但也只 在高音域吸音。面积太大，也有类似问题。故多孔吸音材料密集在墙上是听音室的大忌，要像 窗帘那样离墙放置，吸音能力就可以达到中音，就可用 于中高音吸音。多孔吸音材料有图7 那样多种形态。注意这是吸音材 料本身厚度的变化和背后空气层的大小不同引起的各种 各样变化。简言之，对于多孔材料，墙布要绝对禁止，地毯也 不可全面使用，只能用到地面的1 3 到1 4 左右。说到多孔材料很多人会立刻想到包装用的发泡苯乙 烯，但这种材料实际上没有微孔，一个个小颗粒状的封 闭塑料颗粒紧密地挤在
9、一起。不但不会吸音，相互摩擦 还会有噪声，不是多孔吸音材料，不可乱用。l l ，lll 直达声和混响声 小 贴 士 室内每点的声强由两个部分构成：直达 声和混响声。直达声是声 源直接传到耳朵的声音。由于点 声源形成的 是一 个球 面波，声波 以发音点为 中心一 圈圈向 外传去，球 面积与半径成平方关系，距 离越 远，球 面越大，单位 面积上的声能量就越小，听到的声音也就越弱。直达声声强的下降规律称“平方反比律”。即按平方 律衰减，距 离增加一倍，声压下降为四分之一。测量点 离声源愈远，该点直达声的声强就愈弱。混响声是 由室内的各种反射声和扩散 声构成 的。这 种声音的声强与声源距 离没有 关系
10、，整个房间的任何点 都是相 同的。而且当声源停止发声后，混响 声还能维持 一段 时间。因为，每反射一次，声音被反射 面吸收掉一 些。能量减少一些。其余能量又被送 回空间。需经过一 定时间。声能才会吸收光。图8 是 室内声场 中某点声强与声源距 离之间的关系。其横 坐标方向表示测量点与音源的距 离，刻度以对数 定 标。纵坐标是该点的声压 电平，用分贝定标。图中直达声和混响声相等的那个距 离1 d 称为扩散距离 或临界距 离。在 录音技 术 中又称为混响半径，是 一个很 重要 的房 间声学参数。小于此距 离听音，位置越 近，声 音就越响，而且 听到的直达声也就越 多，声源的方向明 晰、声像 的定位
11、感好，但环绕感减 弱。大于此距 离后，听到 的几乎都是 混响声 了，距 离远近与轻响 已无 多大关 系，声源定位信 息也已丧失殆尽。录音时话 筒放在这些 距离上。录出的声音就会含糊不清。如果反射是多方向的，对频率也没有选择性，那么声 音的扩散就会很均 匀。如果反射的方向性很强，并对不同 频率的作用不同。扩散也会变差。由于驻波在低频 时作用 明显，所以房J-I 低音域扩散良好比高音域要困难些。I 岳】幽 慨 3 O o o r e o r e r d r e一寓声蠢 锕距寓 图8室内声场的声压特性 2 0 0 年 第 6 期 加 们他 们 0 甘 群 加 的 们 0 *油 们 0 *维普资讯 http:/